Exis­ten dos ti­pos de son­das:

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Son­da lamb­da di­gi­for­me o de dos pun­tos

Son uti­li­za­das en mo­to­ri­za­cio­nes de ga­so­li­na. Pa­ra el fun­cio­na­mien­to de un mo­tor de ga­so­li­na se re­quie­re la apor­ta­ción de una mez­cla de ai­re/ com­bus­ti­ble en una pro­por­ción de­ter­mi­na­da. És­ta es, teó­ri­ca­men­te, de 14,7 par­tes de ai­re y una de ga­so­li­na (14,7:1) de­no­mi­na­da mez­cla de es­te­quio­me­tría ideal. Es­ta pro­por­ción de­be co­rre­gir­se en fun­ción del fun­cio­na­mien­to del mo­tor (ace­le­ra­cio­nes, de­ce­le­ra­cio­nes). Pa­ra de­ter­mi­nar en qué me­di­da va­ría la mez­cla real ai­re/ com­bus­ti­ble del va­lor teó­ri­co ne­ce­sa­rio (14,7:1) se ha ele­gi­do el coe­fi­cien­te de ai­re lla­ma­do lamb­da (λ). Fig. 1 La son­da lamb­da de dos pun­tos, tam­bién de­no­mi­na­da ge­né­ri­ca­men­te de “to­do o na­da”, se ca­rac­te­ri­za por me­dir en ran­gos de lamb­da de 0.7… a…1.25; fue­ra de es­tos már­ge­nes no da una se­ñal vá­li­da. El ele­men­to ac­ti­vo de la son­da es una ce­rá­mi­ca de óxi­do de zir­co­nio (ZRO2), re­cu­bier­ta in­ter­na y ex­ter­na­men­te por ca­pas de pla­tino que ha­cen de elec­tro­dos. El elec­tro­do in­terno es­tá en con­tac­to con el oxí­geno del ai­re, mien­tras que el elec­tro­do ex­terno es­tá en con­tac­to con los ga­ses de es­ca­pe. A tem­pe­ra­tu­ras in­fe­rio­res a 300°C, el sen­sor se com­por­ta co­mo un cir­cui­to abier­to; a tem­pe­ra­tu­ras ma­yo­res de 300°C, la ce­rá­mi­ca ge­ne­ra una ten­sión, de­no­mi­na­da Nerts, y de­pen­de de la di­fe­ren­cia de con­cen­tra­ción de oxí­geno en­tre los elec­tro­dos. La ten­sión que ge­ne­ra va­ria de 100 mv (mez­cla po­bre) a 900 mv (mez­cla ri­ca) de­pen­dien­do de la com­po­si­ción de los ga­ses tal y co­mo se ve en la grá­fi­ca in­fe­rior ten­sión/coe­fi­cien­te de ai­re. Pa­ra con­se­guir rá­pi­da­men­te la tem­pe­ra­tu­ra de fun­cio­na­mien­to la son­da in­cor­po­ra una re­sis­ten­cia ca­le­fac­to­ra.

Son­da lamb­da de ban­da an­cha o de se­gun­da ge­ne­ra­ción

La son­da lamb­da de ban­da an­cha es ne­ce­sa­ria en los mo­to­res dié­sel pa­ra cum­plir con las nor­mas an­ti­con­ta­mi­nan­tes Eu­ro V y VI. El cal­cu­la­dor de con­trol del mo­tor de­ter­mi­na la can­ti­dad de ga­soil bá­si­ca a in­yec­tar de­pen­dien­do del nú­me­ro de rpm del mo­tor y la po­si­ción del ace­le­ra­dor. Pa­ra esa can­ti­dad de com­bus­ti­ble se de­sig­na qué pro­por­ción de ai­re co­rres­pon­de pa­ra ge­ne­rar los mí­ni­mos NOX y par­tí­cu­las; lo con­si­gue re­gu­lan­do los ga­ses de es­ca­pe (EGR). Si pa­ra una can­ti­dad de car­bu­ran­te se apo­ta más ai­re, las par­tí­cu­las dis­mi­nu­yen, pe­ro au­men­tan los NOX; y, si se apor­ta me­nos ai­re, las par­tí­cu­las au­men­tan. Por lo tan­to, en un fun­cio­na­mien­to in­co­rrec­to de los in­yec­to­res del cau­da­lí­me­tro no se res­pe­ta­rían las pro­por­cio­nes co­rrec­tas. En es­tos ca­sos me­dian­te la son­da lamb­da de ban­da an­cha se co­rre­gi­ría di­cho dis­fun­cio­na­mien­to al ana­li-

zar el oxí­geno de los ga­ses de es­ca­pe. Tam­bién son uti­li­za­das pa­ra co­no­cer el co­rrec­to fun­cio­na­mien­to del fil­tro de par­tí­cu­las. Es una son­da que fun­cio­na en un mar­gen mu­cho más am­plio que las di­gi­for­mes. Es­te mar­gen va des­de mez­clas de 11:1 a 22:1 (λ en­tre 0,9 a 2,3). Exis­ten di­fe­ren­cias en­tre el ti­po an­te­rior y és­te. Mien­tras que el ti­po con­ven­cio­nal ge­ne­ra una ten­sión en­tre va­lo­res de lamb­da 0.85 a 1.2, fue­ra de es­te va­lor la ten­sión que ge­ne­ra no es pro­por­cio­nal al oxí­geno exis­ten­te en los ga­ses de es­ca­pe, es una se­ñal li­neal (ver el grá­fi­co "ten­sión/ coe­fi­cien­te de ai­re"). La son­da de ban­da an­cha es­tá pro­vis­ta de una cá­ma­ra in­te­rior lla­ma­da “cá­ma­ra de me­di­da”, a la que siem­pre se le ha­ce tra­ba­jar en un va­lor de λ=1 (450 mv). Es­to se con­si­gue in­tro­du­cien­do oxí­geno den­tro de esa cá­ma­ra o ex­tra­yén­do­lo me­dian­te una cé­lu­la de bom­beo. La in­tro­duc­ción o la ex­trac­ción de­pen­den del sen­ti­do de la co­rrien­te que se le apli­ca a la cá­ma­ra. El ele­men­to sen­sor es de dió­xi­do de cir­co­nio (ZRO2). Es­te ma­te­rial tie­ne la pro­pie­dad de que al apli­car­se una ten­sión eléc­tri­ca los io­nes de oxí­geno ne­ga­ti­vos pa­san del elec­tro­do ne­ga­ti­vo al po­si­ti­vo. Cuan­do la me­di­da es in­fe­rior a 450 mv (mez­cla po­bre) el cal­cu­la­dor de ges­tión del mo­tor apli­ca una in­ten­si­dad con un sen­ti­do a la cé­lu­la de bom­beo. En es­ta si­tua­ción en la cá­ma­ra de me­di­da se ex­trae oxí­geno, ha­cien­do que la mez­cla sea más ri­ca que la real; en es­te mo­men­to la ten­sión de la cé­lu­la de me­di­da cre­ce. Cuan­do la me­di­da es ma­yor de 450 mv (mez­cla ri­ca) el cal­cu­la­dor de ges­tión del mo­tor apli­ca una in­ten­si­dad en sen­ti­do con­tra­rio al an­te­rior a la cé­lu­la de bom­beo; en es­te mo­men­to se in­tro­du­ce oxí­geno en la cá­ma­ra de me­di­da, por lo que la cé­lu­la tien­de a me­dir una mez­cla más po­bre que la que real­men­te tie­ne. Por tan­to, el cal­cu­la­dor de ges­tión del mo­tor da una co­rrien­te de va­lor y sen­ti­do pro­por­cio­nal a la mez­cla exis­ten­te, que tie­ne co­mo mi­sión com­pen­sar el oxí­geno pa­ra que en la cá­ma­ra de me­di­da, la mez­cla ten­ga una λ=1 y, por tan­to, una se­ñal de 450 mv.

Dia­gra­ma de la son­da lamb­da de dos pun­tos.

Grá­fi­ca Lamb­da.

Son­da lamb­da de ban­da an­cha o pro­por­cio­nal. Son­da lamb­da pro­por­cio­nal an­tes del fil­tro de par­tí­cu­las Sen­sor de tem­pe­ra­tu­ra de los ga­ses de es­ca­pe Son­da de tem­pe­ra­tu­ra an­tes del fil­tro de par­tí­cu­las Son­da lamb­da pro­por­cio­nal pa­sa­do el fil­tro de par­tí­cu­las

Fun­cio­na­mien­to de la son­da lamb­da de ban­da an­cha.

Dia­gra­ma in­terno de la son­da lamb­da de ban­da an­cha.

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